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光子晶体波导中的孤子传输及其延迟特性研究

刘凌宇 田慧平 纪越峰

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光子晶体波导中的孤子传输及其延迟特性研究

刘凌宇, 田慧平, 纪越峰

Soliton pulse propagation and optical delay properties in photonic crystal waveguide

Liu Ling-Yu, Tian Hui-Ping, Ji Yue-Feng
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  • 研究了正方晶格和三角晶格空气背景硅介质柱光子晶体线缺陷波导导模左带隙边缘处的亮孤子脉冲传播特性及其慢光延迟特性. 采用平面波展开法仿真分析了波导相邻两行介质柱大小r1和r2以及波导宽度D对孤子脉冲传输所需峰值功率P0和延迟时间Ts的影响,总结了其变化规律. 通过调整波导结构得到了正方晶格和三角晶格优化波导结构,优化后,正方晶格结构波导P0减小了81.17%,Ts增加了66.32%;三角晶格结构波导P0减小了73.7%,Ts增加了67.63%,实现了孤子传输性能的大幅度优化.
    The bright soliton pulse propagation and the slow light delay time properties of 2D cubic and triangular lattice photonic crystal line defect waveguide (PCW) with circular Si-rods near the left edge of the guidedmode are investigated. By using the plane-wave expansion (PWE) method, the ralues of soliton required peak power P0 and delay time TS of the waveguided with different radii of the first two rows of Si-rods adjacent to the waveguide, r1 and r2, and waveguide width D are numerically investigated. Adjusting the waveguide structure can bring in optimized cubic and triangular lattice waveguide, of which P0 is reduced by 81.17% and TS is increased by 66.32% for cubic lattice waveguide; P0 is reduced by 73.7% and TS is increased by 67.63% for triangular lattice waveguide. These results show that the soliton transmission performance in the photonic crystal line defect waveguide can be effectivly optimized.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60707001,60932004)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB310705)、国家高技术研究发展计划(批准号:2009AA01Z214)和教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET 07-0110)资助的课题.
    [1]

    Krauss T F 2007 J. Phys. D: Appl. Phys. 40 2666

    [2]
    [3]

    Toshihiko B 2008 Nat. Photonics 2 465

    [4]
    [5]

    Long F, Tian H P, Ji Y F 2010 J. Lightwave Technol. 28 1139

    [6]

    Gauthier D J, Gaeta A L, Boyd R W 2006 Photonics Spectra 44

    [7]
    [8]
    [9]

    Toshihiko B, Daisuke M Proc. of SPIE 6351 63511Z-1

    [10]
    [11]

    Huang Z H, Chen A X, Chen Z C, Deng L 2010 Chin. Phys. B 19 124208

    [12]

    Shen H J,Tian H P, Ji Y F 2010 Acta Phys. Sin. 59 2820 (in Chinese)[沈宏军、田慧平、纪越峰 2010 59 2820]

    [13]
    [14]
    [15]

    Lu H, Tian H P, Li C H, Ji Y F 2009 Acta Phys. Sin. 58 2049 (in Chinese)[鲁 辉、田慧平、李长红、纪越峰 2009 58 2049]

    [16]
    [17]

    Wang L W, Lou S Q, Chen W G, Li H L 2010 Chin. Phys. B 19 084209

    [18]

    Notomi M, Yamada K, Shinya A, Takahaashi J, Takahashi C, Yokohama I 2001 Phys. Rev. Lett. 87 253902-1

    [19]
    [20]
    [21]

    Zhang X, Tian H P, Ji Y F 2010 Opt. Commun. 283 1768

    [22]

    Qi L M, Yang Z Q, Lan F, Gao X, Li D Z 2010 Chin. Phys. B 19 034210

    [23]
    [24]

    Hamachi Y, Shousaku K 2009 Opt. Lett. 34 1072.

    [25]
    [26]
    [27]

    Theocharidis A, Kamalakis T, Chipouras A, Sphicopoulos T 2008 IEEE. J. Quamtum Electron. 44 1020.

    [28]

    Kamalakis T, Sphicopoulos T 2007 IEEE. J. Quamtum Electron. 43 923

    [29]
    [30]

    Neokosmidis I, Kamalakis T, Sphicopoulos T 2007 IEEE. J. Quamtum Electron. 43 560

    [31]
    [32]
    [33]

    Ji L L, Chen W, Cao Y C, Yang Z Y, Lu P X 2009 Acta Phys. Sin. 58 5462 (in Chinese)[季玲玲、陈 伟、曹迎春、杨振宇、陆培祥 2009 58 5462]

    [34]

    Liu W H, Song X Z, Wang Y S, Liu H J, Zhao W, Liu X M, Peng Q J, Xu Z Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 917 (in Chinese) [刘卫华、宋啸中、王屹山、 刘红军、 赵 卫、刘雪明、彭钦军、许祖彦 2008 57 917]

    [35]
    [36]

    Pant R, Judge A C, Magi E C, Kuhlmey B T, de Sterke M, Eggleton B J 2010 J. Opt. Soc. Am. B 27 1894

    [37]
    [38]

    Yuan J H, Sang X Z, Yu C X, Xin X J, Li S G, Zhou G Y, Hou L T 2010 Chin. Phys. B 19 074218

    [39]
    [40]

    Agrawal G P 2001 Non-Linear Fiber Optics(3 rd ed)(New York: Academic)p71

    [41]
  • [1]

    Krauss T F 2007 J. Phys. D: Appl. Phys. 40 2666

    [2]
    [3]

    Toshihiko B 2008 Nat. Photonics 2 465

    [4]
    [5]

    Long F, Tian H P, Ji Y F 2010 J. Lightwave Technol. 28 1139

    [6]

    Gauthier D J, Gaeta A L, Boyd R W 2006 Photonics Spectra 44

    [7]
    [8]
    [9]

    Toshihiko B, Daisuke M Proc. of SPIE 6351 63511Z-1

    [10]
    [11]

    Huang Z H, Chen A X, Chen Z C, Deng L 2010 Chin. Phys. B 19 124208

    [12]

    Shen H J,Tian H P, Ji Y F 2010 Acta Phys. Sin. 59 2820 (in Chinese)[沈宏军、田慧平、纪越峰 2010 59 2820]

    [13]
    [14]
    [15]

    Lu H, Tian H P, Li C H, Ji Y F 2009 Acta Phys. Sin. 58 2049 (in Chinese)[鲁 辉、田慧平、李长红、纪越峰 2009 58 2049]

    [16]
    [17]

    Wang L W, Lou S Q, Chen W G, Li H L 2010 Chin. Phys. B 19 084209

    [18]

    Notomi M, Yamada K, Shinya A, Takahaashi J, Takahashi C, Yokohama I 2001 Phys. Rev. Lett. 87 253902-1

    [19]
    [20]
    [21]

    Zhang X, Tian H P, Ji Y F 2010 Opt. Commun. 283 1768

    [22]

    Qi L M, Yang Z Q, Lan F, Gao X, Li D Z 2010 Chin. Phys. B 19 034210

    [23]
    [24]

    Hamachi Y, Shousaku K 2009 Opt. Lett. 34 1072.

    [25]
    [26]
    [27]

    Theocharidis A, Kamalakis T, Chipouras A, Sphicopoulos T 2008 IEEE. J. Quamtum Electron. 44 1020.

    [28]

    Kamalakis T, Sphicopoulos T 2007 IEEE. J. Quamtum Electron. 43 923

    [29]
    [30]

    Neokosmidis I, Kamalakis T, Sphicopoulos T 2007 IEEE. J. Quamtum Electron. 43 560

    [31]
    [32]
    [33]

    Ji L L, Chen W, Cao Y C, Yang Z Y, Lu P X 2009 Acta Phys. Sin. 58 5462 (in Chinese)[季玲玲、陈 伟、曹迎春、杨振宇、陆培祥 2009 58 5462]

    [34]

    Liu W H, Song X Z, Wang Y S, Liu H J, Zhao W, Liu X M, Peng Q J, Xu Z Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 917 (in Chinese) [刘卫华、宋啸中、王屹山、 刘红军、 赵 卫、刘雪明、彭钦军、许祖彦 2008 57 917]

    [35]
    [36]

    Pant R, Judge A C, Magi E C, Kuhlmey B T, de Sterke M, Eggleton B J 2010 J. Opt. Soc. Am. B 27 1894

    [37]
    [38]

    Yuan J H, Sang X Z, Yu C X, Xin X J, Li S G, Zhou G Y, Hou L T 2010 Chin. Phys. B 19 074218

    [39]
    [40]

    Agrawal G P 2001 Non-Linear Fiber Optics(3 rd ed)(New York: Academic)p71

    [41]
  • [1] 郭龑强, 王李静, 王宇, 房鑫, 赵彤, 郭晓敏. 光场高阶光子关联的分析与测量.  , 2020, 69(17): 174204. doi: 10.7498/aps.69.20200325
    [2] 刘瑞霞, 张明江, 张建忠, 刘毅, 靳宝全, 白清, 李哲哲. 一种利用布里渊增益谱边带解调提高布里渊光时域反射系统测温精度的方法.  , 2016, 65(24): 244203. doi: 10.7498/aps.65.244203
    [3] 刘云凤, 刘彬, 何兴道, 李淑静. 基于六角格子光子晶体波导的高效全光二极管设计.  , 2016, 65(6): 064207. doi: 10.7498/aps.65.064207
    [4] 李建设, 李曙光, 赵原源, 韩颖, 陈海良, 韩晓明, 周桂耀. 在远离光子晶体光纤零色散波长的正常色散区入射飞秒脉冲产生四波混频及孤子效应的实验研究.  , 2014, 63(16): 164206. doi: 10.7498/aps.63.164206
    [5] 李凯, 王安帮, 赵彤, 王云才. 光电振荡器产生宽带混沌光的时延特征分析.  , 2013, 62(14): 144207. doi: 10.7498/aps.62.144207
    [6] 张淑清, 李新新, 张立国, 胡永涛, 李亮. 基于符号分析的极大联合熵延迟时间求取方法.  , 2013, 62(11): 110506. doi: 10.7498/aps.62.110506
    [7] 胡辉勇, 舒钰, 张鹤鸣, 宋建军, 宣荣喜, 秦珊珊, 屈江涛. 含有本征SiGe层的SiGe异质结双极晶体管集电结耗尽层宽度模型.  , 2011, 60(1): 017303. doi: 10.7498/aps.60.017303
    [8] 吴芳芳, 沈义峰, 王永春, 韩奎, 周杰, 张园, 陈琼. 一种紧凑的、可调的、基于缺陷共振的光开关.  , 2011, 60(1): 017801. doi: 10.7498/aps.60.017801
    [9] 刘安金, 邢名欣, 渠红伟, 陈微, 周文君, 郑婉华. 光子晶体波导对垂直腔面发射激光器光束远场形貌的调控.  , 2010, 59(2): 1035-1039. doi: 10.7498/aps.59.1035
    [10] 王琼, 崔一平, 闫长春, 张玲玲, 张家雨. 利用耦合波导列提高光子晶体波导辐射.  , 2009, 58(2): 1020-1024. doi: 10.7498/aps.58.1020
    [11] 朱桂新, 于天宝, 陈淑文, 石哲, 胡淑娟, 赖珍荃, 廖清华, 黄永箴. 一种实现光子晶体波导定向耦合型多路光均分的新方法.  , 2009, 58(2): 1014-1019. doi: 10.7498/aps.58.1014
    [12] 高 玮, 吕志伟, 何伟明, 董永康. 水中受激布里渊散射微弱Stokes信号光的高增益放大.  , 2008, 57(4): 2248-2252. doi: 10.7498/aps.57.2248
    [13] 吴锦花, 傅喜泉, 文双春. 一维光学格子孤子的传输特性及控制研究.  , 2006, 55(4): 1840-1845. doi: 10.7498/aps.55.1840
    [14] 张 波. 二维光子晶体波导与单模平面介质波导间的喇叭波导接头.  , 2006, 55(4): 1857-1861. doi: 10.7498/aps.55.1857
    [15] 于天宝, 王明华, 江晓清, 杨建义. 三平行光子晶体单模波导的耦合特性及其应用.  , 2006, 55(4): 1851-1856. doi: 10.7498/aps.55.1851
    [16] 张 波. 二维介质柱光子晶体波导吸收边界条件.  , 2005, 54(12): 5677-5682. doi: 10.7498/aps.54.5677
    [17] 柏宁丰, 刘 旭, 肖金标, 张明德, 孙小菡. 光子晶体平面波导与脊波导高效耦合技术的研究.  , 2005, 54(10): 4933-4937. doi: 10.7498/aps.54.4933
    [18] 韩守振, 田 洁, 冯 帅, 任 承, 李志远, 程丙英, 张道中. 二维平板光子晶体直波导的制备和光传输特性的测量.  , 2005, 54(12): 5659-5662. doi: 10.7498/aps.54.5659
    [19] 张秋菊, 盛政明, 张 杰. 周期量级超短激光脉冲在近临界密度等离子体中形成的光孤子.  , 2004, 53(3): 798-802. doi: 10.7498/aps.53.798
    [20] 刘山亮. 空间光孤子脉冲在平面光波导中的传输.  , 2003, 52(11): 2825-2830. doi: 10.7498/aps.52.2825
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-17
  • 修回日期:  2010-12-28
  • 刊出日期:  2011-05-05

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